新时期煤炭勘察设计工程企业创新发展研究与实践——以中煤天津设计工程有限责任公司为例

郭庆华

(中煤天津设计工程有限责任公司，天津市红桥区, 300131)

0 引言

中煤天津设计工程有限责任公司(以下简称“中煤天津设计工程公司”)，系中国中煤能源集团有限公司(以下简称“中煤能源集团”)重点骨干设计研发单位，是行业资质最全的大型综合性甲级设计研究单位之一。

中煤天津设计工程公司是一家以煤炭市场为主、非煤和海外市场并进，集煤炭工程勘察设计、工程总承包、工程技术咨询、科技研发等业务于一体的大型综合甲级设计研究单位。企业前身是1975年成立的“煤炭工业部邯邢煤矿设计研究院”，历史悠久、文化底蕴深厚，技术人员和科研人员占比较高，1 000多名员工中有698名技术人员和科研人员。企业拥有工程设计(煤炭行业矿井、选煤厂、建筑行业建筑工程、市政行业轨道交通)、工程勘察(岩土工程、工程测量)、工程造价、工程咨询(煤炭、建筑、市政公用工程)等甲级资质20项，其它相关资质40余项。自成立以来，企业共参与国家大型重点项目建设200余项，先后有450余项成果获国家和省部级奖励，40项成果获省部级科技进步奖，70余项专利获得国家授权。在千万吨级特大型现代化矿井设计、煤矿智能设计及知识管理大型信息化系统研发、超大容量立井提升系统、井下大型矿用潜水泵排水系统、井下水处理系统，煤炭全粒级深度分选工艺、全煤流增值服务以及装配式模块栈桥、气膜钢筋混凝土结构、瓦斯综合利用电厂、城市综合体、超高超限设计等方面拥有显著的技术优势，为保障国家能源供给和工业基础体系建设作出了重要贡献。

2019年10月迁至天津后，中煤天津设计工程公司认真践行新发展理念，成立了中煤地下工程智能研究院。企业围绕煤矿智能化建设、煤炭安全绿色开采和新能源开发建设等，着力推动创新链、产业链和市场需求有机结合，在研发设计、定制化服务等方面创新实践，开启了转型升级发展的新阶段。2020年入选国务院国改办(国务院国有企业改革领导小组办公室)“科改示范行动”企业名录。

1 新时期煤炭勘察设计工程企业面临的新挑战与问题分析

1.1 煤炭勘察设计工程企业的新挑战

“十四五”时期是高质量发展的新时期。国家《“十四五”规划和2035年远景目标纲要》第三篇“加快发展现代产业体系 巩固壮大实体经济根基”第十一章“建设现代化基础设施体系”中指出，要“推进能源革命，建设清洁低碳、安全高效的能源体系，提高能源供给保障能力。加快发展非化石能源，坚持集中式和分布式并举，大力提升风电、光伏发电规模，加快发展东中部分布式能源，有序发展海上风电，加快西南水电基地建设，安全稳妥推动沿海核电建设，建设一批多能互补的清洁能源基地，非化石能源占能源消费总量比重提高到20%左右。推动煤炭生产向资源富集地区集中，合理控制煤电建设规模和发展节奏，推进以电代煤”。同时，实现“双碳”目标也要求能源企业加快推进以高效、清洁、多元化、智能化为主要特征的能源转型。作为基础性兜底保障能源的煤炭行业，正逐步向数字化、智能化转型，开辟相关新产业和新业态，开启安全清洁低碳利用的绿色发展之路[1]。

随着经济方式增长由要素驱动、投资驱动向创新驱动转变，以绿色、低碳、智能等全要素资源利用的复合型矿井设计将成为主导。随着国内统一大市场的实施，行业之间的资质壁垒将会逐步弱化，煤炭勘察设计工程行业的市场化程度将越来越高，相关企业的竞争也将更加激烈。特别是随着数字化、智能化技术的深入应用，煤炭勘察设计工程企业必须以全新的商业思维模式、全新的资源禀赋、全新的运作模式迎接新挑战，参与市场竞争[2]。

同时，伴随新能源产业的快速发展和能源转型的深入推进，工程设计理念不断迭代进步，在深化国企改革、加快完善市场化经营机制等要求下，煤炭勘察设计工程企业必将面临新的发展考验。

1.2 中煤天津设计工程公司创新发展需要注意和研究的主要问题

新形势下，煤炭勘察设计工程企业在新发展理念指引下，坚持创新驱动，积极推进转型升级发展。中煤天津设计工程公司要确保创新发展,必须研究和梳理一段时间以来不适合形势发展的薄弱环节，以便更好地在新发展格局中应对更加激烈的市场竞争。经过认真分析和研究，认为过去一段时间，中煤天津设计工程公司还存在以下不足。

(1)战略引领、技术创新作用发挥不明显。近年来，中煤天津设计工程公司虽然能够围绕煤炭及能源行业的发展趋势及时编制企业发展规划，提出中长期战略发展目标，但在战略引领和推动业务结构调整、以创新研发应用推动新市场开拓以及在新业务转型等方面还有较大差距。

(2)运营模式不够灵活。在新发展格局下，煤炭勘察设计工程企业的竞争态势发生了根本性变化，全过程工程咨询服务、一站式综合服务成为趋势，不断满足客户多元化需求、为客户持续提供增值服务成为企业生存的根本。中煤天津设计工程公司在传统设计业务与研发业务相互赋能、协同发展的新机制方面还存有差距，在服务理念、管理能力、工作机制等方面还需进一步完善。

(3)人才短缺成为企业创新发展的瓶颈。近年来，大学毕业生从事煤矿生产的人数大幅下降，勘察设计工程企业也在不同程度地存在着职工新老接替难、生产效率提升慢等问题[3]。中煤天津设计工程公司也是如此，作为技术密集型企业，高端科研人才不足，骨干人才短缺制约了企业的创新发展。

(4)科研激励机制仍需完善。对科研人才缺乏市场化激励手段，并且激励保障力度不足，不利于吸引和稳定专业技术带头人、研发课题带头人等高层次人才；生产院所在一定程度上还存在“重工程、轻研发”的思想，重大科研项目资源投入不足；缺少国家重点实验室、国家工程实验室等国家级创新平台，创新基础和条件较弱。

(5)新业务领域开拓不足。中煤天津设计工程公司的业务主要来自煤炭、建筑和工程勘察等领域，这方面的业务量占80%以上。其中，煤炭(矿井、选煤厂)设计业务呈现“散、杂、多、小”的特点，目前业务主要为生产煤矿、选煤厂优化，技术改造、专项设计等，缺少大型新建工程项目支撑。由于转型发展思路不够明确，缺少配套机制体制，对新兴业务没有进行系统的跟进培育、总结和推广，新业务、新业态没有形成很好的示范效应和规模效益。

2 中煤天津设计工程公司创新发展路径探索及其具体实践

面对自身存在的诸多不足，公司领导班子坚持问题导向，进行了深入调研。在此基础上，一致认为，“双碳”目标下，践行新发展理念、深化国企改革、推进技术创新、加快转型升级[4]，是中煤天津设计工程公司必须要迈过的坎儿；而尽快推动业务升级、模式升级、管理升级、动力升级则是企业实现创新发展的必由之路。

2.1 构建“一体两翼”，完善创新研发体系

入津伊始，中煤天津设计工程公司基于煤炭行业转型的现实思考，与时俱进，成立了地下工程智能研究院，并把设计院、研究院耦合协同作为实施转型发展的“一体两翼”，提出了“一体两翼、融通赋能”的思路，开启了产研协同的新阶段。

中煤天津设计工程公司把人才强企作为转型发展的重要突破口。依据天津地域优势，企业先后引进博士、硕士等高端人才150余人，涵盖了天津大学、南开大学、厦门大学、中国矿业大学、华北电力大学、河北工业大学等“双一流”名校以及部分国外高校，一举解决了人才短缺的问题。

通过发挥设计院工程实践优势和研究院的技术创新优势，推动企业的资源共享和优势互补。前期，设计业务为研发业务提供研究机会、应用场景、资金支持和人才保障；随着研究成效的逐步显现，研发业务用高技术含量的成果反哺设计业务，提升设计咨询业务的技术含量和附加值，从而提高设计、总承包业务的市场竞争力。

围绕“一体两翼、融通赋能”，以研究解决工程实践中遇到的难点和痛点问题为目标，逐步构筑了“创新工作室-事业部-研究所”的内嵌式、阶梯式研发体系。已建成工业互联网、数字化技术、人工智能技术等4个应用实验中心，设置了智能矿山、智能选煤、选煤装备、新能源设计等5个专业研究所，成立了智能工控、生态治理、瓦斯直燃、地下工程(矿山)、充填开采、煤基低碳等6个专项事业部，配置了9个创新工作室；从而建成“5所6部9室”3级研发机构。通过设计院与研究院之间和3级研发机构之间的融通互补、递进支撑，构筑了从课题立项到产业化的完整研发链条，并逐步建立了企业自主创新体系。

通过发挥企业多元化产业的应用场景优势和跨行业研发优势，联合23家科研院校、企业成立了“中煤智能创新联盟”。实施科技研发“走出去”战略，先后与中科院力学研究所、华为煤矿军团、中船重工707所及天津大学、南开大学、河北工业大学、北京交通大学、中国矿业大学等50多家科研院所和高校开展了深度合作，并在横向协同研发中开阔视野、提升科研水平，取得了丰硕成果。

2.2 实施“科改行动”，激发科技创新活力

2020年初，中煤天津设计工程公司入选国务院国改办命名的“科改示范企业”。3年来，通过强力推动改革目标任务的落实，实现了体制机制创新和技术创新同步发力、相互促进，在把党的领导与完善公司治理统一、完善党委前置研究讨论重大经营管理事项清单、加强科技型企业董事会建设、落实董事会职权、率先推行经理层成员任期制和契约化管理、深化3项制度改革、推动全员竞聘上岗和市场化用工等领域实现突破，有效激发了关键岗位核心骨干的积极性和创造性。

以职业发展通道建设为突破口，构建了全覆盖的员工职业发展通道。设立了7个序列和13个职级，畅通序列之间的转换通道，建立职业发展和薪酬分配向骨干职工，特别是向科技研发人员、高技能人才倾斜的机制，其中设计和研发序列最高职级与总经理助理同职级。建立全员绩效考核确定绩效工资的机制，不再固定绩效工资系数，打破科研技术骨干薪酬收入“天花板”。2021年公司工资总额中绩效浮动部分占比达到74.51%，员工收入中浮动工资占比最高达到83.74%，各层级岗位管理人员收入差距倍数达到2.72倍，充分激发了广大员工干事创业的积极性和活力。

在完善科研激励机制方面，以“揭榜挂帅”“整建制引进+全要素配套”等模式培育科研团队。通过“揭榜挂帅”机制配兵点将，以市场化、契约化激励措施，选聘BIM技术、高孔压粉化、智能掘进、褐煤提质等项目课题负责人，把项目交给真正想干事、能干事、干成事的人手中。通过“整建制引进+全要素配套+项目激励”机制，对智能选煤装备产品研发，采用“团队引进+激励制度+队伍建设”的方式引进成熟团队，在激励制度上以产品5年内收益的50%作为分红总额，对团队成员进行岗位价值评估，按贡献系数确定差异化分配比例，其中产品研发核心带头人贡献系数不低于平均数的3倍。目前，该团队研发的产品已实现10余套推广应用，取得了显著的经济效益。

2.3 深化产研结合，推动创新成果转化应用

(1)中煤天津设计工程公司坚持科研工作与行业发展紧密结合、与市场需求紧密结合，聚焦行业的难点、痛点和“卡脖子”技术，围绕主责主业开展技术创新和研发。自2020年至今，共落实横向课题经费约3.5亿元，完成了国资委“1025”项目(《CPIM煤炭洗选工程全生命周期三维可视化管理平台》)、国家能源局《煤矿关闭退出规划及长效机制研究》《煤炭产业与新能源协同发展研究》以及中煤能源集团《对标世界一流能源企业战略规划推演模型》《井工煤矿机电装备升级技术规范》重大专项课题。

(2)知识产权实现跨越式发展。2020年以来，中煤天津设计工程公司共申请专利131项(含发明专利60项)，获得授权专利61项(含发明专利2项)、软件著作权52项，主编、参编国家标准11项、行业标准6项、集团标准3项，获得省部级以上科技进步奖8项。

(3)科技成果水平大幅提升。通过推进数字化业务转型，在智能掘进、智能选煤厂、地下空间利用等领域均走在行业前列，“大海则选煤厂智能化研究与应用”项目被鉴定为国际领先水平，“选煤工程CPIM三维可视化全生命周期管理平台”“一体化智能浮选机的研制”“煤炭全煤流防破碎机理研究与应用”“煤矸石堆场勘测治理技术研究”等科技成果被鉴定为国际先进水平。

(4)科技成果转化收益明显。积极采用工业互联网与高新技术进行选煤厂智能化核心技术研发，并在工程实践中推动科技成果转化，产品与服务逐步覆盖智能化选煤厂整体解决方案。包括中煤智选一体化管控平台、三维可视化平台、智能浮选、智能重介、智能加介、智能压滤、智能浓缩、智能采制化、智能视频、机电设备群智能感知诊断系统等，中煤智选平台以PC端+手机端+Pad作为多端呈现，以数据中枢系统“虎符+算盘”作为底座，以微服务框架为核心，是中煤天津设计工程公司选煤厂智能化业务的一大亮点。

(5)不断推进选煤厂智能化建设。王家岭选煤厂智能化建设，大大提高了生产与管理效率，其中浮选药耗降低了11%，浓缩环节药耗降低了16%，每年产生直接经济效益216万元，在中煤能源集团树立了炼焦煤选煤厂智能化的标杆；门克庆选煤厂智能化，提高了设备运行的稳定性，生产成本共减少约230万元/a，既降低了员工的劳动强度又实现了减人提效，并顺利通过国家能源局首批智能化选煤厂的验收。“大海则选煤厂智能化建设”项目，提高了精煤回收率，实现储运、选煤、装车、化验全过程无岗位工，把煤矿工人从危险的岗位替换下来，从恶劣的作业环境解放出来，实现了“无人则安”，同时大幅降低了生产成本取得了更好的经济效益，被煤炭工业协会鉴定为国际领先水平。自主研发的“ZJF-30型一体化智能浮选机”将矿浆预处理、浮选机与加药系统整体集成于一体，属国内首创。该智能浮选机2021年6月投入燕家河选煤厂使用，生产应用表明，在相同入料工况下ZJF-30型浮选机比原有XJM-S28浮选机浮选效果好。智能选煤装备系列产品实现了从研发到推广应用的全要素全流程首台(套)，并已推广应用近20台(套)。通过对传统装备智能化赋能升级，实现了煤质分析领域“智能采制化系统”、煤矿安全生产领域“全自动探水机器人”、煤炭采掘生产领域“长距离迈步式自移机尾”“智能局部通风机”的成功应用。

2.4 厚植“链长”优势，推动业务转型升级

中煤天津设计工程公司充分发挥产业链的“链长”优势，以新设计理念、新技术服务、新工程思维、新管理模式指导企业运营，坚持煤与非煤并重，不断优化新业务布局。

首先，中煤天津设计工程公司围绕能源保供需要，将绿色、低碳理念在煤矿改扩建工程、选煤厂设计，铁路专线配套输煤系统、物流园区建设和设备集成等领域深度应用。成立了新能源设计研究所，开展山东墨子科技园、新疆大南湖7号井、陕西大海则矿区500 MW等光伏项目70多项。同时，在智能化应用、采煤沉陷区生态修复、煤矸石及煤化工固态废渣无害化处置利用、瓦斯综合利用、褐煤提质、抽水蓄能、离层注浆、煤炭物流园区储备基地规划设计、生产矿井系统诊断优化等新业务领域开展研究应用，并在相关领域技术领先。其中，自主研发的“煤炭洗选工程CPIM全生命周期三维可视化管理平台”，面向选煤厂设计、施工、生产运维全生命周期的自主可控的综合管理软件，是国产化率100%的平台类工业软件。该平台从2020年开始研发至今，已在中煤华晋集团王家岭选煤厂(设计产能10 Mt/a)和中煤陕西榆林能源化工大海则选煤厂(建设规模15 Mt/a) 2个特大型选煤厂进行了示范应用，显著提升了选煤厂生产运维管理水平，提高了企业的经济效益，树立了数字化转型新标杆。

其次，中煤天津设计工程公司聚焦非煤领域转型，在城乡规划、民用建筑、城市综合体和地下空间开发以及钢铁、冶金领域实现了诸多新突破。应用被动房(国内外倡导的一种全新节能建筑的概念)、绿色建筑技术，建成了河北冀南新区方舱医院等多个绿色零碳智慧示范基地项目。同时，企业发挥轨道交通业务优势，积极融入京津冀、长三角、粤港澳大湾区、中原城市群建设等国家战略布局。其中，地铁设计先后打开天津、广州、深圳、杭州等市场；监理项目辐射全国26个大城市，先后荣获6项国家优质工程奖、6项鲁班奖、9项詹天佑奖以及中国安装工程优质奖等22项国家级奖项，3次获得“全国先进监理企业称号”，有效提升了企业的市场影响力和竞争力。

3年来，中煤天津设计工程公司在发展模式、发展能力、发展体系、发展结构上进行了重塑再造，员工的精气神得到有效提振，企业的行业影响力、地域辐射力明显提升。2019-2021年，企业新签合同分别为9.70亿元、10.20亿元、12.00亿元；营业收入分别为5.66亿元、6.30亿元、7.30亿元，职工收入连续保持双位数增长。中煤天津设计工程公司2022年入选天津市“瞪羚企业50强”、天津市博士后创新实践基地、天津市第二批市级工业设计中心培育企业。2022年4月，企业再次入围国改办最新“科改示范企业”名单，并入选国资委《改革创新：“科改示范行动”案例集》，成为央企改革创新的排头兵。

3 中煤天津设计工程公司“十四五”时期的创新发展谋划

“十四五”时期，推进能源革命，建设清洁低碳、安全高效的能源体系，提高能源供给保障能力，成为煤炭行业的重要使命。中煤能源集团吹响了打造世界一流能源企业的集结号，中煤天津设计工程公司立足自身优势，在依托煤炭、延伸煤炭、超越煤炭的转型发展过程中，将继续履行央企使命、践行新发展理念，持续推进企业高质量发展。

3.1 坚持党建引领，厚植企业文化的凝聚力

中煤天津设计工程公司党委坚持以习近平新时代中国特色社会主义思想为指导，认真落实国企党建工作会议精神，以加强党的政治建设为统领，深入学习习近平总书记关于能源革命、“双碳”战略、改革创新的最新讲话精神，始终以党建工作引领企业战略升级。首先，坚持把思想解放、提升视野作为转型发展的先导。中煤天津设计工程公司树立“大能源”格局，坚持对标管理提升，做能源战线上的核心感应器，进一步解放思想、转变观念，增强转型发展的使命感、紧迫感、责任感。其次，促进党内政治文化与企业文化的有机融合，提出了“以创造客户价值为使命、以奋斗者为本”的价值理念，寓文化理念于制度之中，促进职工思想、行为、作风的进一步提升，进而带动企业管理理念和治理方式的创新，为高质量发展凝聚了强大合力。

3.2 强化战略引领，深化商业模式转型

首先，应立足国家碳达峰、碳中和“1+N”政策体系和战略布局[5]，中煤天津设计工程公司坚持“存量提效、增量转型”发展思路和“产炭不排碳”、多能互补开发的发展模式，在服务国家能源和煤炭行业发展战略过程中，着力推动以下“五个转变”：由提供设计成果向提供解决方案转变、由提供EPC工程建设模式向全生命周期转变、由提供监理咨询成果向全过程咨询转变、由提供单一设计咨询产品向提供设计咨询产品与提供技术创新成果并重转变、由依托传统煤炭行业向轨道交通和新能源等非煤新兴业务转变。

其次，企业要加强化存量市场的生产经营管理能力，提升风险防控水平，推进企业降本增效。发挥传统优势，在做精做优设计主业的基础上，中煤天津设计工程公司进一步增强人才在产业链衔接、创新链贯通领域、提升企业价值的支撑作用，打造新技术、新产业、新模式的“三新”发展亮点[6]。

第三，企业应以建设中煤能源集团高端智库为出发点，推进地下空间综合利用、地上空间立体开发，构筑以升级煤炭核心业务保障为基础、以提升煤炭清洁高效利用为重点、以增强对新能源业务引领为关键、以拓展城市基础设施综合服务为突破的“四位一体”主业多元化转型发展格局。

3.3 打造技术创新“策源地”，推动业务领域延伸

中煤天津设计工程公司聚焦煤炭行业的难点、痛点和“卡脖子”技术的关键环节，深化数字技术、智能技术的集成应用，围绕煤炭清洁高效利用、煤基新材料、智能视觉感知、矸石粉化等多项技术开展重点研究，推动技术研发-技术应用-市场推广与成果验证-再推动的螺旋式上升模式。

目前，企业正以推动低碳关键技术攻关，来聚焦煤炭绿色开采和资源化利用技术、瓦斯综合治理技术研究、煤化工固废源头减量无害化处置及资源化利用、煤炭精准智能化选煤关键技术研究、太阳能发电及利用技术、地热能开发与利用技术、储能关键技术研究、露天矿闭坑等领域开展研究和科技攻关。其中，在新疆哈密现代综合能源示范基地、中煤陕西公司清洁低碳产业园等项目设计中，以“源网荷储一体化”[7]示范区和煤炭清洁高效利用为突破，推进多能互补创新示范基地建设；开展废弃矿井地下空间利用技术攻关和油、气储存研究，打造衰老报废煤矿地上地下空间综合利用示范工程；在葫芦素煤矿，围绕煤矿、煤流和能源流持续探索厂(域)的“工业园区碳中和”实现路径[5]。

4 结语

2019年10月，中煤天津设计工程公司从河北邯郸搬迁到天津，开启了推动企业高质量发展的新阶段。2022年是开启“十四五”时期转型发展的关键一年，也是企业入津3周年的重要时间节点。中煤天津设计工程公司将继续践行初心使命、牢记两个“务必”、弘扬“赶考”精神，加快转型发展步伐，深化“科改示范行动”，为煤炭行业的高质量发展，为煤炭勘察设计工程企业的创新发展贡献更多的智慧和力量。